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表 4 试验结束时不同位置灌水器的平均相对流量（Dra）和 Dra 达到 75% 所需时间（T ）的显著性分析
f 75%
灌水器位置
试验处理 滴灌带前部 滴灌带中部 滴灌带后部 整条滴灌带
Dra /% T /h Dra /% T /h Dra /% T /h Dra /% T /h
f 75% f 75% f 75% f 75%
c c c d c c c c
ND-15 0 20 0 30 0 45 0 40
a a b b b b b b
FA-40 33 36 41 90 67 290 47 70
b a a a a a a a
FA-80 29 38 27 210 95 400 51 210
CK 0 c 24 b 0 c 40 c 0 c 30 d 0 c 30 d
注：同一列中不同字母表示不同试验处理的该指标在 p < 0. 05 水平上差异显著，相同字母表示不显著。

表 5 自动冲洗阀排出泥沙量与泥沙冲洗效率显著性分析
冲洗排出泥沙及占比
冲洗阀规格 M/g R /（kg/h）
sf
M /g M /M/%
f f
ND-15 700 148.22 b 21.2 b 3.41 a
a a a
FA-40 1600 1504.24 94.0 3.46
FA-80 1600 1535.63 a 96.0 a 1.81 b
注：同一列中不同字母表示不同冲洗阀规格的该指标在 p < 0. 05 水平上差异显著，相同字母表示不显著。

4 讨论

4.1 自动冲洗阀水力性能与排沙效率 当水流速大于 U 时，在水力剪切力作用下，管道内的泥沙颗
c
粒克服重力、边壁黏滞力和泥沙颗粒间吸附力，可由管壁附着状态进入到运动状态 ［25］ 。本研究配置的
水源泥沙的 U 为 0.176 ~ 0.297 m/s，小于 3 个 AFV 冲洗时的 FV（0.52 ~ 1.01 m/s）。假设泥沙运动速度与
c
FV 相等，那么，在冲洗过程的 FD 时间内，ND-15、FA-40 和 FA-80 中泥沙的单次可运动距离分别平
均为 5.2 m（ = 0.52 m/s×10 s）、35.1 m（ = 0.9 m/s×39 s）和 76.8 m（ = 1.01 m/s×76 s）。ND-15、FA-40 的泥
沙 运 动 距 离 分 别 占 滴 灌 带 总 长（48 m）的 10.4% 和 72.9%， FA-80 的 泥 沙 运 动 距 离 是 滴 灌 带 总 长 的
1.6 倍。泥沙在单次冲洗过程中的运动距离也是造成 M 随 FD 增大而增大，而 R 随 FD 增大呈先增大后
f sf
减小的原因。
进入 DN-15 控制滴灌带的泥沙至少需要冲洗 10 次才可排出滴灌带末端，使 AFV 进水口的含沙量
高于 1.0 g/L，进而大幅增大 ND-15 上升柱、环形流道、上腔体中的泥沙沉积量。当每日试验结束、系
统停水时，由于上升柱和环形流道部分被泥沙堵塞，ND-15 上腔体中的水无法顺畅通过环形流道和上
升柱返回滴灌带，进而使弹性隔膜无法完全复原，导致下一次冲洗时弹性隔膜迅速与出水口接触而使
冲洗结束。此外，AFV 上升柱入口至出水口的弯管缩径处泥沙沉积量增大，造成弹性隔膜下表面受力
F 减小，弹性隔膜更容易向下运动，故 ND-15 的 FD 和 FQ 随 n 的增大呈递减趋势，试验结束时，其
2y
FD 和 FQ 降低幅度平均为 61.1%。由于 FA-40 和 FA-80 的 M /M 值高于 ND-15，上升柱和环形流道内的
f
泥沙沉积量少，停水后弹性隔膜复位顺畅，故 FA-40 和 FA-80 的水力性能变化幅度远低于 ND-15。
4.2 自动冲洗阀对滴灌系统抗堵塞能力的影响机理 滴灌带冲洗是借助水力剪切力和水流冲刷力将管
道内的泥沙沉积物剥离并排出滴灌系统，可减少堵塞物质进入灌水器的几率。在手动冲洗条件下，学
者们研究了 2 ~ 30 d 1 次的冲洗频率、0.3 ~ 0.6 m/s 的冲洗流速以及 3 ~ 6 min 的冲洗时长对灌水器堵塞
的影响规律后发现，冲洗可延长 5.0% ~ 8.0% 的 T ［7，29-30］ 。虽然 FA-40 和 FA-80 的 FD 小于上述研究的
75%
3 ~ 6 min，但其高冲洗频率（每天 1 次）与高冲洗流速（0.9 ~ 1.01 m/s）可提高泥沙冲洗效果，故 FA-40 和
FA-80 的 T 为 70 ~ 210 h，比 CK 平均显著增大了 366.5%，增大幅度高于手动冲洗试验结果。
75%
由于 AFV 给滴灌带中的泥沙提供排出途径，当 FD 足够大时，滴灌带中的泥沙沉积量随着与 AFV
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